大跨度網(wǎng)架整體頂升技術(shù)的研究及應(yīng)用

劉昌國(guó) 周圣中

（騰達(dá)建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，浙江杭州 311107）

0.引言

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的騰飛，建筑行業(yè)取得了較大發(fā)展，大跨度的鋼網(wǎng)架的應(yīng)用頻率越來(lái)越高，其具有自重輕，強(qiáng)度大的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)其容易安裝，能夠被重復(fù)使用，具有良好的抗震性，在跨度較大的建筑建設(shè)中受到青睞。為了更好地應(yīng)用鋼網(wǎng)架，需要對(duì)其運(yùn)用的頂升技術(shù)進(jìn)行深入研究。

1.工程概況

1.1 設(shè)計(jì)概況

本工程為杭州地鐵10號(hào)線一期工程仁和路車(chē)輛段施工SG10-5-2標(biāo)段，其位于杭州市余杭區(qū)。網(wǎng)架長(zhǎng)62m、寬34m、東西向高1.8m、南北向高1.998m，為螺栓球節(jié)點(diǎn)正放四角錐網(wǎng)架。網(wǎng)架連接球直徑從BS120～BS260、WS400～WS750，網(wǎng)架采用在地面整體組裝完成，然后整體進(jìn)行頂升至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

1.2 材料

鋼管選用的是GB/T1591中的Q345B鋼（高頻焊管）。螺栓球選用的材料是GB/T699中的45號(hào)鋼。焊接球選用的材料則是Q345B鋼。高強(qiáng)度螺栓選用的是GB/T3077中的40Cr或20MnTiB，其等級(jí)為10.9級(jí)。封板錐頭使用的材料是Q345B鋼，其鋼管直徑超過(guò)或等于75時(shí)必須采用錐頭，同時(shí)連接焊縫與錐頭的任何截面都需要與連接鋼管的強(qiáng)度相同，其厚度需要滿足強(qiáng)度和變形方面的要求，并附有效的試驗(yàn)報(bào)告。工程中的套筒選用的鋼材為GB/T699規(guī)定的45號(hào)鋼，其焊條選用的是E43XX和E50XX系列，工程中所有未注明的鋼板都采用Q235B鋼，組合板按圖集《05SG522》附錄4-2，每個(gè)鋼球上都需要打上工號(hào)，并且全部焊件都應(yīng)當(dāng)編焊工工號(hào)。角焊縫除了另有說(shuō)明外，都采用連續(xù)焊縫的方式，焊腳的高度同最薄構(gòu)件厚度，一律實(shí)施滿焊，要求其焊縫質(zhì)量達(dá)到2級(jí)。全部型材的工廠在拼接時(shí)都使用對(duì)接焊縫的方式，同樣要求焊縫質(zhì)量達(dá)到2級(jí)。

2.大跨度網(wǎng)架整體頂升流程

2.1 工藝流程

對(duì)大跨度的網(wǎng)架整體進(jìn)行頂升的流程為：做好施工準(zhǔn)備工作后進(jìn)行拼裝胎架的搭設(shè)，規(guī)范地安裝頂升架后進(jìn)行網(wǎng)架的拼裝，拼裝完成后落實(shí)自檢，確認(rèn)無(wú)誤后將網(wǎng)架頂升直至其達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高[1]。

2.2 準(zhǔn)備工作

仔細(xì)清點(diǎn)已經(jīng)進(jìn)場(chǎng)的材料，將球類(lèi)和桿類(lèi)材料進(jìn)行分類(lèi)堆放，嚴(yán)格檢查球類(lèi)、桿類(lèi)材料，對(duì)其尺寸和規(guī)格進(jìn)行校對(duì)和核驗(yàn)，確保其安裝的精度符合施工要求。將施工場(chǎng)地清理干凈，避免施工現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)雜物。

2.3 搭設(shè)拼裝胎架

拼裝胎架中需要使用的材料有兩種，其一為砌塊，其二為鋼管。具體的搭設(shè)步驟為：在地面上依據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的軸線完成下弦球平面的控制網(wǎng)測(cè)設(shè)，球心投影點(diǎn)即為其交點(diǎn)；把投影點(diǎn)當(dāng)作中心，進(jìn)一步搭設(shè)500mm高的砌塊，并且使用砂漿將砌塊的頂部找平；使用經(jīng)緯儀于砌塊的頂部將球心投影點(diǎn)再次測(cè)放，完成砌塊頂部實(shí)際標(biāo)高的測(cè)量工作；將鋼管放置于砌塊頂部，使鋼管中心重合投影點(diǎn)；把球放置于鋼管的頂部，同時(shí)為了確保下弦球的球心具有一致的標(biāo)高，需要仔細(xì)計(jì)算鋼管使用的長(zhǎng)度。

2.4 網(wǎng)架拼裝

拼裝網(wǎng)架的地方應(yīng)當(dāng)是現(xiàn)場(chǎng)中部位置的地平面上，網(wǎng)架延伸的順序?yàn)閺闹虚g到兩側(cè)，且延伸的過(guò)程依照網(wǎng)格逐步延伸，先下后上。其中下弦球的位置必須要位于投影線。拼裝焊接球網(wǎng)架的方法為：在地平面上以田字格式擺放下弦球與桿；拼裝完成后的下弦球和下弦桿上應(yīng)當(dāng)安裝腹桿以及上弦球，使其形成牢固的四角錐型；將連接上弦球的水平桿件安裝完成；重復(fù)拼裝網(wǎng)架直至拼裝完畢。

2.5 支撐胎架仿真分析

對(duì)支撐胎架進(jìn)行仿真分析是頂升的重要環(huán)節(jié)，將其以250kN的集中荷載考慮，對(duì)其進(jìn)行模擬后，應(yīng)力云圖中顯示支撐胎架在加載完成后擁有的最大應(yīng)力是185MPa，其強(qiáng)度比Q345B的鋼材??；能夠位移的最大量為14mm[2]。

2.6 地基承載力計(jì)算

通常工程中采用2m×2m×0.3m規(guī)格的C30混凝土，需要在其內(nèi)部進(jìn)行單層鋼筋網(wǎng)片的鋪設(shè)，上鋪鋼板的規(guī)格為20mm×1500mm×1500mm，上部進(jìn)行頂升架的支撐，在實(shí)際頂升時(shí)其擁有的反力最大數(shù)值為308kN，為方便計(jì)算，本文設(shè)定為310kN。現(xiàn)場(chǎng)澆筑之前需要進(jìn)行鑿毛處理，夯實(shí)被破壞的原混凝土面，確保其擁有大于170kPa的承載力。承臺(tái)普遍面積為2m×2m=4m2，其能夠承受310kN荷載。其基礎(chǔ)底面承受的平均壓力Pk計(jì)算公式為：

Pk=（310+25×4×0.3）/4=85kPafa=170kPa

其中，fa為修正后地基正常承載力的特征值。

2.7 網(wǎng)架頂升

網(wǎng)架頂升具體的施工步驟為：將頂升架安裝完畢，同時(shí)進(jìn)行千斤頂?shù)陌惭b，構(gòu)成頂升前最開(kāi)始的狀態(tài)。在正式進(jìn)行頂升起重之前，需要試提網(wǎng)架，一般試提的高度為500mm，首先啟動(dòng)頂升起重機(jī)，確保頂升過(guò)程中各個(gè)起重點(diǎn)都調(diào)整完畢后再逐步地離開(kāi)地面，最后確認(rèn)試提檢查沒(méi)有問(wèn)題后再進(jìn)行連續(xù)起重。起重的過(guò)程中啟動(dòng)泵站能夠幫助千斤頂活塞完成一個(gè)行程的上升，之后泵站回油將千斤頂?shù)捻斸樦鸩较陆?，直至連接第一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)。連接完畢后重復(fù)以上步驟，重復(fù)過(guò)程中不斷上升網(wǎng)架，進(jìn)行頂升工作，上弦的頂升高度通常被控制在8m，當(dāng)頂升的高度達(dá)到此高度時(shí)，需要立刻在上弦球周?chē)M(jìn)行纜風(fēng)繩的反拉操作，反拉結(jié)束后將其連接頂升架，連接的目的是盡量避免網(wǎng)架發(fā)生晃動(dòng)，將頂升架的穩(wěn)定性大大提高。頂升過(guò)程較為復(fù)雜，如圖1所示，當(dāng)頂升高度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)即可停止頂升。頂升完成需要進(jìn)行支座及桿件的安裝如圖2所示。桿件安裝時(shí)需要使用卷?yè)P(yáng)機(jī)把其運(yùn)輸至設(shè)計(jì)位置，方便施工人員在高空操作的平臺(tái)上實(shí)施安裝和焊接。把支座連接上網(wǎng)架時(shí)需要確保網(wǎng)架實(shí)際的受力結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)一致[3]。連接網(wǎng)架與支座時(shí)除了需要注意安裝結(jié)構(gòu)之外，還需要確保焊接的質(zhì)量，此類(lèi)支座節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)架的連接對(duì)焊縫的要求應(yīng)當(dāng)滿足一級(jí)焊縫等級(jí)，并且必須要保證探傷合格，才能將其卸載。

圖1 鋼網(wǎng)架頂升過(guò)程

圖2 頂升支架及頂升設(shè)備圖

2.8 頂升測(cè)量與監(jiān)控

精準(zhǔn)安裝網(wǎng)架應(yīng)當(dāng)確保構(gòu)件的精度。在構(gòu)件順利進(jìn)場(chǎng)后，需要測(cè)量其加工精度。當(dāng)完成磚跺的砌筑工作后，應(yīng)當(dāng)利用水準(zhǔn)儀對(duì)磚跺頂?shù)臉?biāo)高進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)其標(biāo)高不符合規(guī)范時(shí)應(yīng)當(dāng)使用砂漿將其調(diào)整至規(guī)范。砂漿徹底凝固之后，需要對(duì)每個(gè)球放置的位置進(jìn)行測(cè)設(shè)，測(cè)設(shè)的主要工具為全站儀。拼裝完成網(wǎng)架之后，應(yīng)當(dāng)測(cè)量網(wǎng)架實(shí)際長(zhǎng)度以及其標(biāo)高，判斷其數(shù)值是否處于正常誤差范圍之內(nèi)。

3.結(jié)語(yǔ)

大跨度的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在社會(huì)發(fā)展中的出現(xiàn)頻率越來(lái)越高，為了滿足建筑工程的需要，很有必要對(duì)此類(lèi)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的頂升技術(shù)進(jìn)行探討和研究，頂升的流程較為復(fù)雜，在整個(gè)頂升流程中，需要嚴(yán)格遵循每一處施工規(guī)范才能夠確保頂升技術(shù)得到有效利用。